JPH1119773A

JPH1119773A - スタッド溶接の引き上げ期間短絡管理方法

Info

Publication number: JPH1119773A
Application number: JP19064397A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ishii; 博幸石井; Shinya Okamoto; 真也岡本; Hiroshi Nakai; 宏中井
Original assignee: Daihen Corp
Current assignee: Daihen Corp
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】引き上げ期間中の短絡を検出して溶込量を管
理するスタッド溶接の品質管理方法を提供する。【解決手段】基準にするスタッドを被溶接材から引き
上げてアーク発生した後、スタッドを被溶接材に押し込
んで、短絡電流通電中に検出した溶接電圧平均値Ｖ2aを
溶接電流平均値Ｉ2aで除算した基準抵抗値Ｒavを算出し
ておき、判定したいスタッドを被溶接材から引き上げて
アーク発生中の時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)と溶接電流値
Ｉ1(t)を検出し、基準抵抗値と各時刻ｔの溶接電流値と
の積の電圧降下Ｖrtを算出し、溶接電圧値Ｖ1(t)から算
出した時刻ｔの電圧降下Ｖrtを減算したときにおける時
刻ｔの算出アーク電圧値Ｖa(t)が、予め定めた算出アー
ク電圧判別値Ｖadよりも小になる１回の短絡継続時間Ｔ
s(t)を積算した短絡合計時間Ｔstを算出して、それを予
め定めた短絡合計時間Ｔsrと比較し、表示、警報、品質
判定、入熱制御等に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スタッド溶接の引
き上げ期間中の短絡を検出してスタッドの溶込量を管理
するスタッド溶接の品質管理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スタッド溶接において、スタッドを被溶
接材から引き上げ、次にスタッドを被溶接材に所定の押
し込み量だけ押し込んで、溶接品質を確保するために
は、予め定めた必要入熱（以下、所要の入熱という）Ｑ
ｒを得ることが重要であり、もし溶接条件が適正でなく
所要の入熱Ｑｒを得ることができない場合、例えば、溶
接電流値が適正値よりも低い場合、引き上げ距離が短い
場合又は溶接姿勢が不良の場合は、引き上げ期間中にス
タッドの溶融面が被溶接材の溶融プールに接触して短絡
が発生する。この短絡が発生すると、ア−ク電圧値Ｖａ
が十分に継続しないために入熱不足となって、押し込み
中に所要の押し込み量だけ押し込むことができなくなり
溶接不良となる。

【０００４】そこで、所要の入熱Ｑｒが得られているか
どうかを確認するために、スタッド保持期間中、特に引
き上げ期間中の溶接電流値と溶接電圧値とを連続して監
視している。この場合、サイリスタ等で構成される略定
電流特性電源の場合、溶接電流は略一定値に制御された
電流を通電しているので、溶接電圧値だけを監視してい
る。

【０００５】図１は、溶接電圧、溶接電流及び主アーク
電流期間を監視する従来方法を実施するスタッド溶接装
置のブロック図である。同図は、三相電源３０を入力と
してサイリスタ等で構成される略定電流特性の溶接電源
装置１と、溶接ガン２と、溶接電源装置１の出力端子の
「−」端子と溶接ガン２との間に接続された２次ケーブ
ル１７と、スタッドを溶接する鉄骨構造物等の被溶接材
１４と、溶接電源装置１の出力端子の「＋」端子と被溶
接材１４とを接続する接続線４２、４３等で形成される
スタッド溶接装置のブロック図である。

【０００６】同図において、溶接電源装置１の出力端子
に接続された溶接電圧検出回路ＶＣによって検出された
出力端子電圧Ｖｄをフィルタ回路３６によって平均値化
し、増幅回路３７によって増幅して表示回路１２によっ
て表示する。また同時に、増幅回路３７の出力信号と基
準溶接電圧設定回路３９によって予め設定された適正な
溶接電圧が得られたときの溶接電圧平均値Ｖｅとを比較
器４０で比較してその差の絶対値が許容範囲の値△Ｖｅ
から外れる場合は、警報器４１を作動させて警報を発す
る。

【０００７】さらに、溶接電源装置１において、２次ケ
ーブル１７を通ってスタッド１８に出力される出力電流
Ｉｏを溶接電流検出回路ＩＣが検出して溶接電流検出信
号Ｉｃを出力する。この溶接電流検出信号Ｉｃをフィル
タ回路４４によって平均値化し、増幅回路４５によって
増幅して表示回路１２によって表示する。上記の溶接電
源装置１において、引き上げ期間中の所要の入熱Ｑｒを
監視するために、引き上げ期間中の溶接電源装置の出力
端子電圧値Ｖｄと出力電流値Ｉｏと主アーク電流期間Ｔ
ａを表示回路１２に表示している。

【０００８】上記の引き上げ期間中の溶接電流値と溶接
電圧値とを監視する方法は、引き上げ期間中の溶接電源
装置の出力端子電圧値Ｖｄと出力電流値Ｉｏと主アーク
電流期間Ｔａとの積の溶接電源装置の出力電力量Ｐｄ＝
Ｖｄ・Ｉｏ・Ｔａを監視している。この出力端子電圧
Ｖｄは、所要の入熱Ｑｒに直接関係するアーク電圧Ｖａ
の他に、所要の入熱Ｑｒに関係のない電圧降下が含まれ
ている。なお、この電圧降下は、図１に示す溶接電源装
置１の出力端子からスタッド１８の先端までの２次ケー
ブル及び被溶接材までの往復電流通電経路の電圧降下で
ある。

【０００９】それに対して、引き上げ期間中の所要の入
熱Ｑｒは、アーク電圧値Ｖａと出力電流値Ｉｏと主アー
ク電流期間Ｔａとの積であるので、上記の引き上げ期間
中の溶接電流値と溶接電圧値とを監視する方法は、引き
上げ期間中の所要の入熱Ｑｒを監視したことにはなって
いない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】現場作業では、通常、
溶接電源装置が重量物であるために移動が困難であるの
で、溶接電源装置を頻繁に移動させないで、ある位置に
設置してその出力端子の「＋」端子を溶接電源装置付近
の被溶接材に接続し、「−」端子を溶接可能な範囲内で
２次ケーブルに接続して２次ケーブルを溶接箇所まで延
長する。したがって、２次ケーブル、被溶接材等の抵抗
値が溶接場所によって変化するために、２次ケーブル、
被溶接材等の抵抗による電圧降下Ｖｒも変化する。

【００１２】溶接電源装置の出力端子間で出力電圧値を
検出する場合、２次ケーブル長が短いときは、検出した
出力端子電圧値Ｖｄとアーク電圧値Ｖａとの誤差は少な
いが、２次ケーブルが長くなり、１６φ、１９φ、２２
φ等の太径のスタッドを溶接するときは１０００〜２０
００Ａ程度の大電流を通電するので、検出した出力端子
電圧値Ｖｄとアーク電圧値Ｖａとの誤差が大になる。ま
た、溶接電源装置の出力電流容量では、２次ケーブル長
を溶接箇所まで最長往復２００［ｍ］延長して溶接する
ことが可能であるが、往復２００［ｍ］延長して溶接す
ると、２次ケーブル、被溶接材等の電圧降下Ｖｒは数十
Ｖになり、この電圧降下Ｖｒは、溶接電源装置から溶接
箇所までの距離に関係する２次ケーブルの長さ、２次ケ
ーブルの直径等の違いによって大きく変化する。

【００１４】上記の監視方法においては、引き上げ期間
中の（溶接電源装置の）出力電力量Ｐｄは、Ｖｄ・Ｉｏ
・Ｔａ＝（Ｖａ＋Ｖｒ）・Ｉｏ・Ｔａであるので、２次
ケーブルの電圧降下Ｖｒ、出力電流Ｉｏ及び主アーク電
流期間Ｔａが変化するごとに適正値が変化する。さら
に、上記の電圧降下Ｖｒは２次ケーブルの長さによって
変化するので、出力電流Ｉｏ及び主アーク電流期間Ｔａ
を同一の設定値にしておいても、引き上げ期間中の出力
電力量Ｐｄの適正値が変化してしまう。

【００１６】したがって、溶接作業者は、２次ケーブル
の長さ、出力電流Ｉｏ又は主アーク電流期間Ｔａが変化
するごとに、引き上げ期間中の出力電力量Ｐｄの適正値
を判断するための予め定めた必要電力量Ｐｒを把握しな
ければならなかったので、この必要電力量Ｐｒの適正値
を把握することが非常に困難であった。

【００１８】図２（Ａ）は、スタッド引き上げ期間中に
短絡が発生した場合の出力電流Ｉｏの波形を示す溶接電
流波形図であり、同図（Ｂ）は、２次ケーブル及び被溶
接材の抵抗値による電圧降下Ｖｒを有しているときのス
タッド引き上げ期間中に短絡が発生した場合の出力端子
電圧Ｖｄの波形を示す図である。同図（Ｂ）に示すよう
に、パイロット電流通電開始時点ｔ０において、パイロ
ット電流Ｉｐの通電を開始するとともに、スタッド１８
を被溶接材１４から引き上げてパイロットアークを発生
させる。

【００２０】次に、主ア−ク電流通電開始時点ｔ１にお
いて、パイロット電流Ｉｐから主ア−ク電流Ｉａに切り
換える。主ア−ク電流期間Ｔａ即ち引き上げ期間の溶接
電圧平均値Ｖ1bを算出する。主ア−ク電流期間Ｔａの終
了時において、スタッド１８を被溶接材１４の溶融池に
押し込むと、短絡電流Ｉｓが流れる。

【００２２】ここで、従来技術の引き上げ期間中に短絡
が発生したときに、引き上げ期間中の入熱Ｑ1a＝Ｖａ・
Ｉｏ・Ｔａの代用として、引き上げ期間中の溶接電源装
置の出力Ｖｄ・Ｉｏを算出して溶接結果を管理する場合
において、出力端子電圧Ｖｄが電圧降下Ｖｒの影響を受
けて、出力端子電圧Ｖｄの変化検出感度が異なる。

【００３０】図３（Ａ）は、図２の全溶接期間のうちの
主ア−ク電流期間Ｔａだけを抽出した電圧降下Ｖｒが小
さいときの出力端子電圧Ｖｄの波形を示す図であり、同
図（Ｂ）は、図２の全溶接期間のうちの主ア−ク電流期
間Ｔａだけを抽出した電圧降下Ｖr1が大きいときの出力
端子電圧Ｖｄの波形を示す図である。電圧降下Ｖｒが小
さいときの図３（Ａ）の出力端子電圧Ｖｄの変化検出感
度と電圧降下Ｖr1が大きいときの同図（Ｂ）の出力端子
電圧Ｖｄの変化検出感度とを対比検討する。

【００３２】図３（Ａ）及び同図（Ｂ）において、短絡
が発生したときのアーク電圧値の変化ΔＶａは、数１１
のとおりである。 ΔＶａ＝Ｖa2・Ｔs2＋Ｖa3・Ｔs3 （数１１）ただし、Ｔs2、Ｔs3は引き上げ期間中の短絡継続時間で
あり、Ｖa2、Ｖa3は短絡発生時の低下アーク電圧値であ
る。

【００３４】図３（Ａ）の溶接電圧の積算値ΣＶａは、
数１２のとおりである。 ΣＶａ＝Ｖｒ・Ｔａ＋Ｖａ・Ｔａ−ΔＶａ（数１２）であり、出力端子電圧Ｖｄの変化検出感度Ｋ１は、数１
３のとおりである。Ｋ１＝ΔＶａ／ΣＶａ＝ΔＶａ／（Ｖｒ・Ｔａ＋Ｖａ・Ｔａ−ΔＶａ）（数１３）ただし、Ｖｒはケーブルが短いときの２次ケーブルの電
圧降下であり、Ｔａは主ア−ク電流期間である。

【００３６】図３（Ｂ）の溶接電圧の積算値ΣＶa1は、
数１４のとおりである。 ΣＶa1＝Ｖr1・Ｔａ＋Ｖａ・Ｔａ−ΔＶａ（数１４）であり、出力端子電圧Ｖｄの変化検出感度Ｋ２は、数１
５のとおりである。Ｋ２＝ΔＶａ／ΣＶa1＝ΔＶａ／（Ｖr1・Ｔａ＋Ｖａ・Ｔａ−ΔＶａ）（数１５）ただし、Ｖr1はケーブルが長いときの２次ケーブルの電
圧降下である。

【００３８】ここで、対比を容易にするために、Ｖr1＝
２Ｖｒとし、また２Ｖｒ＝Ｖａと仮定すると、Ｋ１及び
Ｋ２は、それぞれ数１３ａ及び数１５ａのとおりにな
る。Ｋ１＝ΔＶａ／（３Ｖｒ・Ｔａ−ΔＶａ）（数１３ａ）Ｋ２＝ΔＶａ／（４Ｖｒ・Ｔａ−ΔＶａ）（数１５ａ）

【００４０】以上のように、電圧降下Ｖr1が大きいとき
の同図（Ｂ）の出力端子電圧Ｖｄの変化検出感度は、電
圧降下Ｖｒが小さいときの図３（Ａ）の出力端子電圧Ｖ
ｄの変化検出感度よりも低下している。このように、従
来技術の出力Ｖｄ・Ｉｏを算出して溶接結果を管理する
方法は、２次ケーブルを延長して、電圧降下Ｖr1が大き
くなると、アーク電圧値Ｖａが変化しても、出力端子電
圧値Ｖｄの変化が小さくなるので、溶接結果を精度よく
判定することができなかった。

【００５１】

【課題を解決するための手段】請求項１の方法は、スタ
ッド溶接の入熱管理方法において、判定したいスタッド
を被溶接材から引き上げてアーク発生期間中に繰り返し
て検出した各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)が、電圧降下を
含んだ短絡判別電圧値Ｖｆよりも低下する短絡回数Ｎ１
を計数して、予め定めた回数Ｎｒと比較するスタッド溶
接の引き上げ期間中の短絡管理方法である。

【００５２】請求項２の方法は、スタッド溶接の入熱管
理方法において、基準にするスタッドを被溶接材から引
き上げてアーク発生期間中に溶接電圧平均値Ｖ1aを検出
し、次に判定したいスタッドを被溶接材から引き上げて
アーク発生期間中に繰り返して検出した各時刻ｔの溶接
電圧値Ｖ1(t)が、この溶接電圧平均値Ｖ1aから予め定め
た端子電圧降下判別電圧値Ｖｇを減算した算出短絡判別
電圧値（Ｖ1a−Ｖｇ）よりも低下する短絡回数Ｎ１を計
数して、予め定めた回数Ｎｒと比較するスタッド溶接の
引き上げ期間中の短絡管理方法である。

【００５３】請求項３の方法は、スタッド溶接の入熱管
理方法において、判定したいスタッドを被溶接材から引
き上げてアーク発生期間中に繰り返して検出した各時刻
ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)が、電圧降下を含んだ短絡判別電
圧値Ｖｆよりも低下する１回の短絡継続時間Ｔs(t)を積
算した短絡合計時間Ｔstを算出して、予め定めた短絡合
計時間Ｔsrと比較するスタッド溶接の引き上げ期間中の
短絡管理方法である。

【００５４】請求項４の方法は、スタッド溶接の入熱管
理方法において、基準にするスタッドを被溶接材から引
き上げてアーク発生期間中に溶接電圧平均値Ｖ1aを検出
し、次に判定したいスタッドを被溶接材から引き上げて
アーク発生期間中に繰り返して検出した各時刻ｔの溶接
電圧値Ｖ1(t)が、この溶接電圧平均値Ｖ1aから予め定め
た端子電圧降下判別電圧値Ｖｇを減算した算出短絡判別
電圧値（Ｖ1a−Ｖｇ）よりも低下する１回の短絡継続時
間Ｔs(t)を積算した短絡合計時間Ｔstを算出して、予め
定めた短絡合計時間Ｔsrと比較するスタッド溶接の引き
上げ期間中の短絡管理方法である。

【００５５】請求項５の方法は、スタッド溶接の入熱管
理方法において、判定したいスタッドを被溶接材から引
き上げてアーク発生中の各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)を
繰り返して検出し、この各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)か
ら基準にする電圧降下Ｖｒを減算したときにおける各時
刻ｔの引き上げ期間中の算出アーク電圧値Ｖa(t)が、予
め定めた算出アーク電圧判別値Ｖadよりも小になる短絡
回数Ｎ１を計数して、予め定めた回数Ｎｒと比較するス
タッド溶接の引き上げ期間中の短絡管理方法である。

【００５６】請求項６の方法は、スタッド溶接の入熱管
理方法において、判定したいスタッドを被溶接材から引
き上げてアーク発生中の各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)を
繰り返して検出し、この各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)か
ら基準にする電圧降下Ｖｒを減算したときにおける各時
刻ｔの引き上げ期間中の算出アーク電圧値Ｖa(t)が、予
め定めた算出アーク電圧判別値Ｖadよりも小になる１回
の短絡継続時間Ｔs(t)を積算した短絡合計時間Ｔstを算
出して、予め定めた短絡合計時間Ｔsrと比較するスタッ
ド溶接の引き上げ期間中の短絡管理方法である。

【００５７】請求項７の方法は、スタッド溶接の入熱管
理方法において、請求項５又は請求項６の方法の基準に
する電圧降下Ｖｒが、基準にするスタッドを被溶接材か
ら引き上げてアーク発生期間中に溶接電流平均値Ｉ1aを
検出しておき、判定したいスタッドの各時刻ｔの引き上
げ期間中の溶接電圧値Ｖ1(t)から基準にする抵抗値Ｒav
とアーク発生期間中に検出した溶接電流平均値Ｉ1aとの
積を減算したときにおける各時刻ｔの電圧降下Ｖｒであ
るスタッド溶接の引き上げ期間中の短絡管理方法であ
る。

【００５８】請求項８の方法は、スタッド溶接の入熱管
理方法において、請求項５又は請求項６の方法の基準に
する電圧降下Ｖｒが、判定したい各時刻ｔの引き上げ期
間中の溶接電圧値Ｖ1(t)から基準にする抵抗値Ｒavと各
時刻ｔの引き上げ期間中の溶接電流値Ｉ1(t)との積を減
算したときにおける各時刻ｔの電圧降下Ｖrtであるスタ
ッド溶接の引き上げ期間中の短絡管理方法である。

【００５９】請求項９の方法は、スタッド溶接の入熱管
理方法において、請求項７又は請求項８の方法の基準に
する抵抗値Ｒavが、基準にするスタッドを被溶接材から
引き上げてアークを発生し、次にスタッドを被溶接材に
押し込んで短絡させて短絡電流通電中に溶接電圧平均値
Ｖ2aと溶接電流平均値Ｉ2aとを検出した後で、短絡電流
通電中に検出した溶接電圧平均値Ｖ2aを溶接電流平均値
Ｉ2aで除算した抵抗値であるスタッド溶接の引き上げ期
間中の短絡管理方法である。

【００６０】

【発明の実施の形態】本発明のスタッド溶接の引き上げ
期間中の短絡管理方法は、基準にするスタッドを被溶接
材から引き上げてアークを発生させた後、スタッドを被
溶接材に押し込んで短絡させて短絡電流通電中に溶接電
圧平均値Ｖ2aと溶接電流平均値Ｉ2aとを検出するステッ
プと、短絡電流通電中に検出した溶接電圧平均値Ｖ2aを
溶接電流平均値Ｉ2aで除算した基準にする抵抗値Ｒavを
算出するステップと、判定したいスタッドを被溶接材か
ら引き上げてアーク発生中の各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1
(t)及び溶接電流値Ｉ1(t)を検出するステップと、基準
にする抵抗値Ｒavと各時刻ｔの引き上げ期間中の溶接電
流値Ｉ1(t)との積の各時刻ｔの電圧降下Ｖrtを算出する
ステップと、この各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)から各時
刻ｔの電圧降下Ｖrtを減算したときにおける各時刻ｔの
引き上げ期間中の算出アーク電圧値Ｖa(t)を算出するス
テップと、算出アーク電圧値Ｖa(t)が、予め定めた算出
アーク電圧判別値Ｖadよりも小になる短絡回数Ｎ１を計
数して、予め定めた回数Ｎｒと比較するステップ又はこ
の各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)から各時刻ｔの電圧降下
Ｖrtを減算したときにおける各時刻ｔの引き上げ期間中
の算出アーク電圧値Ｖa(t)が、予め定めた算出アーク電
圧判別値Ｖadよりも小になる１回の短絡継続時間Ｔs(t)
を積算した短絡合計時間Ｔstを算出して、短絡合計時間
Ｔstを予め定めた短絡合計時間Ｔsrと比較するステップ
とから形成される。

【００６１】ここで、本出願に使用する用語の一部につ
いて説明する。「短絡電流通電中」とは、前述した「短
絡電流期間Ｔｓ」又は後述する「押し込み中の検出期間
Ｔ２」のうちの定常の短絡電流が流れる期間をいう。判
定したいスタッドとは、今溶接しようとしているスタッ
ドの検出値又は算出データを入熱管理に使用するスタッ
ドをいう。基準にするスタッドとは、判定したいスタッ
ドを溶接する前に、正常な溶接が行われたときの検出値
又は算出データを収集するスタッドであって、収集した
データを後の判定したいスタッドの入熱管理に使用する
スタッドをいう。この基準にするスタッドは、正常な溶
接が行われたときのスタッドであればよいので、必ずし
も、データを収集する目的だけのスタッドでなくても、
現在、判定しようとしているスタッドよりも前に溶接さ
れた判定したいスタッドであればよい。

【００６２】

【実施例】以下、図４及び図５を参照して、引き上げ期
間中に短絡が発生しない場合で電圧降下が大になると、
検出した出力端子電圧値Ｖｄとアーク電圧値Ｖａとの誤
差が大になることを説明する。図４（Ａ）は、スタッド
引き上げ期間中に短絡が発生しない正常な溶接が行われ
た場合の溶接ガンと溶接箇所付近の被溶接材との出力電
流Ｉｏの波形を示す出力電流波形図であり、同図（Ｂ）
は、２次ケーブル及び被溶接材の抵抗値による電圧降下
Ｖｒが小さいときに正常な溶接が行われた場合の出力端
子電圧Ｖｄの波形を示す図である。

【００６４】同図（Ａ）に示すように、パイロット電流
通電開始時点ｔ０において、後述する図１４に示す溶接
ガン２の起動スイッチ１３を押してパイロット電流Ｉｐ
の通電を開始するとともに、スタッド１８を被溶接材１
４から引き上げてパイロットアークを発生させる。

【００６６】次に、主ア−ク電流通電開始時点ｔ１にお
いて、パイロット電流Ｉｐから主ア−ク電流Ｉａに切り
換える。ア−ク発生期間中の溶接電圧検出開始時点ｔ11
からア−ク発生期間中の溶接電圧検出終了時点ｔ12まで
の引き上げ期間中の検出期間Ｔ１に、各時刻ｔの引き上
げ期間中の溶接電流Ｉ1(t)を検出して数１において、短
絡が発生しないときの引き上げ期間の溶接電流平均値Ｉ
1aを算出する。

【数１】

【００６８】ア−ク発生期間中の溶接電圧検出終了時点
ｔ12において、スタッド１８を被溶接材１４の溶融池に
押し込むと、短絡電流Ｉｓが流れる。短絡中の溶接電圧
検出開始時点ｔ21から短絡の溶接電圧検出終了時点ｔ22
までの押し込み中の検出期間Ｔ２に、各時刻ｔの押し込
み中の溶接電流Ｉ2(t)を検出して数２において、押し込
み期間の溶接電流平均値Ｉ2aを算出する。

【数２】

【００７０】パイロット電流Ｉｐから主ア−ク電流Ｉａ
に切り換わると、同図（Ｂ）に示すように、ア−ク発生
期間中の溶接電圧検出開始時点ｔ11からア−ク発生期間
中の溶接電圧検出終了時点ｔ12までの引き上げ期間中の
検出期間Ｔ１に、各時刻ｔの引き上げ期間中の溶接電圧
Ｖ1(t)を繰り返して検出して数３において、短絡が発生
しないときの引き上げ期間の溶接電圧平均値Ｖ1aを算出
する。

【数３】

【００７２】ア−ク発生期間中の溶接電圧検出終了時点
ｔ12において、スタッド１８を被溶接材１４の溶融池に
押し込むと、短絡電流Ｉｓが流れる。短絡中の溶接電圧
検出開始時点ｔ21から短絡の溶接電圧検出終了時点ｔ22
までの押し込み中の検出期間Ｔ２に、各時刻ｔの押し込
み中の溶接電圧Ｖ2(t)を検出して数４において、押し込
み期間の溶接電圧平均値Ｖ2aを算出する。

【数４】

【００７４】図４（Ａ）において、引き上げ期間中の
（溶接電源装置の）出力電力量Ｐｄは、Ｐｄ＝Ｖｄ・Ｉｏ・Ｔａ＝（Ｖａ＋Ｖｒ）・Ｉｏ・Ｔａただし、Ｖｄは出力端子電圧値であり、Ｉｏは出力電流
値であり、Ｖａはアーク電圧値であり、Ｖｒは電圧降下
であり、Ｔａは主ア−ク電流期間である。

【００８０】図５（Ａ）は、スタッド引き上げ期間中に
短絡が発生しない正常な溶接が行われた場合の溶接ガン
と溶接箇所付近の被溶接材との出力電流Ｉｏの波形を示
す出力電流波形図であり、同図（Ｂ）は、２次ケーブル
及び被溶接材の抵抗値による電圧降下Ｖr1が大きいとき
に正常な溶接が行われた場合の出力端子電圧Ｖｄの波形
を示す図である。

【００８２】図５（Ａ）は、図４（Ａ）と同様であるの
で説明を省略する。パイロット電流Ｉｐから主ア−ク電
流Ｉａに切り換わると、同図（Ｂ）に示すように、ア−
ク発生期間中の溶接電圧検出開始時点ｔ11からア−ク発
生期間中の溶接電圧検出終了時点ｔ12までの引き上げ期
間中の検出期間Ｔ１に、各時刻ｔの引き上げ期間中の溶
接電圧Ｖ1(t)を繰り返して検出して数３において、短絡
が発生しないときの引き上げ期間の溶接電圧平均値Ｖ1a
１を算出する。

【００８４】ア−ク発生期間中の溶接電圧検出終了時点
ｔ12において、スタッド１８を被溶接材１４の溶融池に
押し込むと、短絡電流Ｉｓが流れる。短絡中の溶接電圧
検出開始時点ｔ21から短絡の溶接電圧検出終了時点ｔ22
までの押し込み中の検出期間Ｔ２に、各時刻ｔの押し込
み中の溶接電圧Ｖ2(t)を検出して数４において、押し込
み期間の溶接電圧平均値Ｖ2a１を算出する。

【００８６】ケーブルが短くて電圧降下Ｖｒのときの図
４（Ｂ）とケーブルが長くて電圧降下Ｖr1のときの図５
（Ｂ）とを比較すると、引き上げ期間中の入熱Ｑ1a＝Ｖ
ａ・Ｉｏ・Ｔａは両者同一であるにもかかわらず、引き
上げ期間中の（溶接電源装置の）出力電力量Ｐｄが相違
する。

【００８８】図４（Ｂ）においては、出力端子電圧値Ｖ
ｄはＶ1aであるのに対して、図５（Ｂ）においては、出
力端子電圧値ＶｄはＶ1a１であるので、図４（Ｂ）の引
き上げ期間中の（溶接電源装置の）出力電力量Ｐｄは、
Ｐｄ＝Ｖ1a・Ｉｏ・Ｔａ＝（Ｖａ＋Ｖｒ）・Ｉｏ・Ｔａ
であり、図５（Ｂ）の引き上げ期間中の（溶接電源装置
の）出力電力量Ｐｄ１は、Ｐｄ１＝Ｖ1a１・Ｉｏ・Ｔａ
＝（Ｖａ＋Ｖr1）・Ｉｏ・Ｔａである。

【００９０】したがって、ケーブルが短くて電圧降下Ｖ
ｒのときの図４（Ｂ）の場合は、予め定めた必要電力量
Ｐｒを把握しなければならないのに対して、ケーブルが
長くて電圧降下Ｖr1のときの図５（Ｂ）の場合は、Ｐｒ
よりも（Ｖr1−Ｖｒ）・Ｉｏ・Ｔａだけ多い必要電力量
Ｐｒを把握しなければならない。

【００９２】以上の結果、前述したように、溶接作業者
は、２次ケーブルの長さ、出力電流Ｉｏ又は主アーク電
流期間Ｔａが変化するごとに、引き上げ期間中の出力電
力量Ｐｄの適正値を選定するための予め定めた必要電力
量Ｐｒを把握しなければならなかったので、この必要電
力量Ｐｒの適正値を把握することが非常に困難であっ
た。

【００９４】図６（Ａ）は、出力電流Ｉｏの波形を示す
溶接電流波形図であり、同図（Ｂ）は、引き上げ期間中
の検出期間Ｔ１の間に、時刻ｔ1sにおいてスタッド１８
が溶融プールに１回短絡した場合の出力端子電圧Ｖｄの
波形を示す図である。同図（Ｂ）において、スタッド１
８が時刻ｔ1sで後述する図７の短絡期間よりも長い短絡
継続時間Ｔs1の間、溶融プールに１回短絡して、出力端
子電圧値ＶｄがＶd4に低下している。上記以外は、図５
と同様である。この低下した出力端子電圧値Ｖd4を、予
め定めた電圧降下を含んだ短絡判別電圧値Ｖｆと比較し
て、Ｖd4がＶｆよりも低下しているので、短絡が１回発
生したことを判別する。

【０１００】図７（Ａ）は出力電流Ｉｏの波形を示す溶
接電流波形図であり、同図（Ｂ）は引き上げ期間中の検
出期間Ｔ１の間に、時刻ｔ2s及びｔ3sにおいてスタッド
１８が溶融プールに短絡した場合の出力端子電圧Ｖｄの
波形を示す図である。同図（Ｂ）において、引き上げ期
間中の検出期間Ｔ１の間に、時刻ｔ2s及びｔ3sにおいて
スタッド１８が前述した図８（Ｂ）の場合よりも短い短
絡継続時間Ｔs2及びＴs3の間、溶融プールに２回短絡し
て、出力端子電圧値ＶｄがＶd5に低下している。上記以
外は、図５と同様である。この低下した出力端子電圧値
Ｖd5を、予め定めた電圧降下を含んだ短絡判別電圧値Ｖ
ｆと比較して、Ｖd5がＶｆよりも低下しているので、短
絡が２回発生したことを判別する。

【０１０２】図７（Ｂ）において、前述した図６（Ｂ）
の場合よりも短い短絡継続時間Ｔs2及びＴs3の２回の短
絡が発生しているが、これら２回を積算した短絡継続時
間（Ｔs2＋Ｔs3）が、前述した図６（Ｂ）の短絡継続時
間Ｔs1よりも短くなっている。したがって、図６（Ｂ）
の短絡継続時間Ｔs1の１回の短絡であっても、品質の低
下であると判断し、逆に、図７（Ｂ）の積算した２回の
短絡継続時間（Ｔs2＋Ｔs3）の短絡であっても、品質の
低下でないと判断することが可能である。

【０１１０】図８（Ａ）は出力電流Ｉｏの波形を示す溶
接電流波形図であり、同図（Ｂ）は引き上げ期間中の検
出期間Ｔ１の間に、時刻ｔ4s及びｔ5sにおいてスタッド
１８が溶融プールに短絡した場合の出力端子電圧Ｖｄの
波形を示す図である。同図（Ｂ）において、引き上げ期
間中の検出期間Ｔ１の間に、時刻ｔ4s及びｔ5sにおいて
スタッド１８が前述した図７（Ｂ）の場合よりも長い短
絡継続時間Ｔs4及びＴs5の間、溶融プールに２回短絡し
て、出力端子電圧値ＶｄがＶd6に低下している。上記以
外は、図５と同様である。この低下した出力端子電圧値
Ｖd6を、予め定めた電圧降下を含んだ短絡判別電圧値Ｖ
ｆと比較して、Ｖd6がＶｆよりも低下しているので、短
絡が２回発生したことを判別する。

【０１１２】図８（Ｂ）において、前述した図７（Ｂ）
の場合よりも長い短絡継続時間Ｔs4及びＴs5の２回の短
絡が発生し、これら２回の短絡継続時間を積算した短絡
継続時間（Ｔs4＋Ｔs5）が、前述した図７（Ｂ）の２回
の短絡継続時間を積算した短絡継続時間（Ｔs2＋Ｔs3）
よりも長くなっている。したがって、図７（Ｂ）の２回
を積算した短絡継続時間（Ｔs2＋Ｔs3）を品質の低下で
ないと判断し、図８（Ｂ）の積算した同じ２回の短絡継
続時間（Ｔs4＋Ｔs5）のであっても、品質の低下である
と判別することが可能である。

【０１１４】これらの図６乃至図８の短絡合計時間によ
って品質の低下を判別する方法は、請求項３及び請求項
６の実施例である。

【０１１６】この予め定めた電圧降下を含んだ短絡判別
電圧値Ｖｆよりも低下する１回の短絡継続時間Ｔs(t)を
積算した短絡合計時間Ｔstは、数５によって算出する。

【数５】

【０１１８】また、基準にする抵抗値Ｒavは、前述した
数２及び数４から数６によって算出するか、又は数７と
数８とから算出する。Ｒav＝Ｖ2a／Ｉ2a （数６）Ｒ（ｔ）＝Ｖ2(t)／Ｉ2(t) （数７）

【数８】

【０１２０】次に、請求項６の方法に使用する各時刻ｔ
の引き上げ期間中の算出アーク電圧値Ｖa(t)は、数９に
よって算出する。Ｖa(t)＝Ｖ1(t)−Ｒav・Ｉ(t) ＝Ｖ1(t)−Ｖｒ（数９）ただし、Ｉ1(t)は各時刻ｔの引き上げ期間中の溶接電流
値であり、Ｉ2(t)は各時刻ｔの押し込み中の溶接電流値
であり、Ｖ1(t) は各時刻ｔの引き上げ期間中の溶接電
圧値であり、Ｖ2(t)は各時刻ｔの押し込み中の溶接電圧
値である。

【０１３０】図９（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、アー
ク発生期間中に繰り返して検出した各時刻ｔの溶接電圧
値Ｖ1(t)が、電圧降下Ｖｒ又はＶr1を含んだ短絡判別電
圧値Ｖｆ又はＶf1よりも低下したとき、短絡が発生した
と判別する短絡判別説明図である。

【０１３２】同図（Ａ）は、請求項１及び請求項３の方
法の説明図であって、図２の全溶接期間のうちの主ア−
ク電流期間Ｔａだけを抽出した電圧降下Ｖｒが小さいと
きの短絡判別説明図であり、判定したいスタッドを被溶
接材から引き上げてアーク発生期間中に繰り返して検出
した各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)が、電圧降下を含んだ
短絡判別電圧値Ｖｆよりも低下したとき、短絡が発生し
たと判別する。

【０１３４】同図において、電圧降下Ｖｒを含んだアー
ク発生期間中の短絡が発生していないときの出力端子電
圧値Ｖ1(t)はＶh1であり、Ｔs1、Ｔs2及びＴs3の短絡継
続時間が異なる短絡が３回発生したとき、短絡継続時間
がＴs1の短絡電圧値は、電圧降下Ｖｒを含んだ短絡判別
電圧値Ｖｆよりも低下していないので、短絡として計数
しないが、短絡継続時間がＴs2及びＴs3の２回の短絡電
圧値は、電圧降下Ｖｒを含んだ短絡判別電圧値Ｖｆより
も低下しているので、短絡として計数する。

【０１３６】同図（Ｂ）は、同図（Ａ）よりも電圧降下
Ｖr1が大きいときの短絡判別説明図であり、判定したい
スタッドを被溶接材から引き上げてアーク発生期間中に
繰り返して検出した各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)が、予
め定めた電圧降下Ｖr1を含んだ短絡判別電圧値Ｖf1より
も低下したとき、短絡が発生したと判別する。

【０１３８】同図（Ｂ）において、同図（Ａ）よりも大
きい電圧降下Ｖr1を含んだアーク発生期間中の短絡が発
生していないときの出力端子電圧値Ｖ1(t)は、同図
（Ａ）のＶh1よりも大きいＶh2になるために、予め定め
た電圧降下Ｖr1を含んだ短絡判別電圧値は、同図（Ａ）
の短絡判別電圧値Ｖｆよりも大きい値のＶf1を設定す
る。

【０１４０】この大きい値のＶf1を設定すれば、Ｔs1、
Ｔs2及びＴs3の短絡継続時間が異なる短絡が３回発生し
た場合、短絡継続時間がＴs1の短絡電圧値は、電圧降下
Ｖr1を含んだ短絡判別電圧値Ｖf1よりも低下していない
ので、短絡として計数しないが、短絡継続時間がＴs2及
びＴs3の２回の短絡電圧値は、電圧降下Ｖr1を含んだ短
絡判別電圧値Ｖf1よりも低下するので、短絡として計数
する。

【０１４２】このように、請求項１及び請求項３の方法
は、同図（Ｂ）に示すように、電圧降下Ｖr1が大になっ
ても、予め定めた（電圧降下Ｖr1を含んだ）短絡判別電
圧値を、同図（Ａ）のＶｆよりも大きい値のＶf1を設定
して短絡の発生を判別することによって品質の低下を判
定する方法であるので、前述した図３の従来技術の溶接
電源装置の出力電力量によって品質の低下を判定する方
法のように、出力検出感度が低下する問題がない。

【０１４６】上記の図９に示す請求項１及び請求項３の
方法は、図３の従来技術よりも精度よく品質管理をする
ことができるが、電圧降下の大小に応じて、予め定めた
電圧降下を含んだ短絡判別電圧値の設定を変更する必要
がある。そこで、電圧降下が変化しても、予め定めた電
圧降下を含んだ短絡判別電圧値の設定を変更する必要が
ない請求項２及び請求項４の方法に使用する短絡判別方
法について説明する。

【０１５０】図１０は、アーク発生期間中に繰り返して
検出した各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)が、算出短絡判別
電圧値（Ｖ1a−Ｖｇ）よりも低下したとき、短絡が発生
したと判別する短絡判別説明図である。

【０１５２】同図（Ａ）は、請求項２及び請求項４の方
法の説明図であって、図２の全溶接期間のうちの主ア−
ク電流期間Ｔａだけを抽出した電圧降下Ｖｒが小さいと
きの短絡判別説明図であり、判定したいスタッドを被溶
接材から引き上げてアーク発生期間中に繰り返して検出
した各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)が、算出短絡判別電圧
値（Ｖ1a−Ｖｇ）よりも低下したとき、短絡が発生した
と判別する。

【０１５４】同図において、基準にするスタッドのアー
ク発生期間中に検出した溶接電圧平均値Ｖ1aから予め定
めた端子電圧降下判別電圧値Ｖｇを減算した算出短絡判
別電圧値（Ｖ1a−Ｖｇ＝Ｖ11−Ｖｇ）を算出しておく。
ただし、Ｖ11は、電圧降下Ｖｒを含んだアーク発生期間
中の短絡が発生していないときの溶接電圧平均値であ
る。次に、電圧降下Ｖｒを含んだアーク発生期間中にＴ
s1、Ｔs2及びＴs3の短絡継続時間が異なる短絡が３回発
生して検出される各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)は、それ
ぞれ、Ｖd1、Ｖd2及びＶd3とする。上記の短絡継続時間
がＴs1の溶接電圧値Ｖ1(t)＝Ｖd1は、算出短絡判別電圧
値（Ｖ1a−Ｖｇ）よりも低下していないので、短絡とし
て計数しないが、短絡継続時間がＴs2及びＴs3の２回の
短絡電圧値は、算出短絡判別電圧値（Ｖ1a−Ｖｇ＝Ｖ11
−Ｖｇ）よりも低下しているので、短絡として計数す
る。

【０１５６】同図（Ｂ）は、同図（Ａ）よりも電圧降下
Ｖr1が大きいときの短絡判別説明図であり、判定したい
スタッドを被溶接材から引き上げてアーク発生期間中に
繰り返して検出した各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)が、算
出短絡判別電圧値（Ｖ1a−Ｖｇ）よりも低下したとき、
短絡が発生したと判別する。

【０１５８】同図（Ｂ）において、同図（Ａ）よりも大
きい電圧降下Ｖr1を含んだスタッドの溶接電圧平均値Ｖ
1aから予め定めた端子電圧降下判別電圧値Ｖｇを減算し
た算出短絡判別電圧値（Ｖ1a−Ｖｇ＝Ｖ12−Ｖｇ）を算
出しておく。ただし、Ｖ12は電圧降下Ｖr1を含んだアー
ク発生期間中の短絡が発生していないときの溶接電圧平
均値である。次に、電圧降下Ｖr1を含んだアーク発生期
間中にＴs1、Ｔs2及びＴs3の短絡継続時間が異なる短絡
が３回発生し、検出される各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)
は、それぞれ、Ｖd11 、Ｖd12 及びＶd13 となる。上記
の短絡継続時間がＴs1の溶接電圧値Ｖ1(t)＝Ｖｄ11は、
算出短絡判別電圧値（Ｖ1a−Ｖｇ＝Ｖ12−Ｖｇ）よりも
低下していないので、短絡として計数しないが、短絡継
続時間がＴs2及びＴs3の２回の溶接電圧値Ｖ1(t)＝Ｖｄ
12及びＶｄ13は、算出短絡判別電圧値（Ｖ1a−Ｖｇ＝Ｖ
12−Ｖｇ）よりも低下しているので、短絡として計数す
る。

【０１６０】このように、同じ算出短絡判別電圧値（Ｖ
1a−Ｖｇ＝Ｖ12−Ｖｇ）のままで、Ｔs1、Ｔs2及びＴs3
の短絡継続時間が異なる短絡が３回発生したとき、短絡
継続時間がＴs1の短絡電圧値は、算出短絡判別電圧値
（Ｖ1a−Ｖｇ＝Ｖ12−Ｖｇ）よりも低下していないの
で、短絡として計数しないが、短絡継続時間がＴs2及び
Ｔs3の２回の短絡電圧値は、算出短絡判別電圧値（Ｖ1a
−Ｖｇ＝Ｖ12−Ｖｇ）よりも低下するので、短絡として
計数する。

【０１６２】したがって、請求項２及び請求項４の方法
は、図１０（Ｂ）に示すように、電圧降下Ｖr1が大にな
っても、予め定めた端子電圧降下判別電圧値Ｖｇを設定
すれば、予め定めた溶接電圧平均値Ｖ1aから予め定めた
端子電圧降下判別電圧値Ｖｇを減算した算出短絡判別電
圧値（Ｖ1a−Ｖｇ）を自動的に算出することによって、
前述した図９のように、電圧降下を含んだ短絡判別電圧
値Ｖｆの設定を変更することなく、確実に短絡を判別す
ることによって精度よく品質管理をすることができる。

【０１７０】図１１は、アーク発生期間中に繰り返して
検出した各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)から基準にする電
圧降下Ｖｒを減算したときにおける各時刻ｔの引き上げ
期間中の算出アーク電圧値Ｖa(t)が、算出アーク電圧判
別値Ｖadよりも小になったとき、短絡が発生したと判別
する短絡判別説明図である。

【０１７２】同図（Ａ）は、請求項５乃至請求項９の方
法の説明図であって、図２の全溶接期間のうちの主ア−
ク電流期間Ｔａだけを抽出した電圧降下Ｖｒが小さいと
きの短絡判別説明図であり、判定したいスタッドを被溶
接材から引き上げてアーク発生期間中の各時刻ｔの溶接
電圧値Ｖ1(t)を繰り返して検出し、この各時刻ｔの溶接
電圧値Ｖ1(t)から基準にする電圧降下Ｖｒを減算したと
きにおける各時刻ｔの引き上げ期間中の算出アーク電圧
値Ｖa(t)が、算出アーク電圧判別値Ｖadよりも小になっ
たとき、短絡が発生したと判別する。

【０１７８】同図（Ａ）において、電圧降下Ｖｒを含ん
だアーク発生期間中にＴs1、Ｔs2及びＴs3の短絡継続時
間が異なる短絡が３回発生し、検出される各時刻ｔの溶
接電圧値Ｖ1(t)は、それぞれ、Ｖd1、Ｖd2及びＶd3とな
る。これらの電圧降下Ｖｒを含んだ出力端子電圧値Ｖd
1、Ｖd2及びＶd3から基準にする電圧降下Ｖｒを減算す
ると、減算したときにおける各時刻ｔの引き上げ期間中
の算出アーク電圧値Ｖa(t)は、それぞれ、短絡発生時の
低下アーク電圧値Ｖa1、Ｖa2及びＶa3となる。算出アー
ク電圧値Ｖa(t)＝Ｖa1の短絡は、予め定めた算出アーク
電圧判別値Ｖadよりも低下していないので、短絡として
計数しないが、算出アーク電圧値Ｖa(t)＝Ｖa2及びＶa3
の２回の短絡は、予め定めた算出アーク電圧判別値Ｖad
よりも低下しているので、短絡として計数する。

【０１８０】同図（Ｂ）は、同図（Ａ）よりも電圧降下
Ｖr1が大きいときの短絡判別説明図であり、判定したい
スタッドを被溶接材から引き上げてアーク発生期間中の
各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)を繰り返して検出し、この
各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)から基準にする電圧降下Ｖ
r1を減算したときにおける各時刻ｔの引き上げ期間中の
算出アーク電圧値Ｖa(t)が、算出アーク電圧判別値Ｖad
よりも小になったとき、短絡が発生したと判別する。

【０１８２】同図（Ｂ）において、同図（Ａ）よりも大
きい電圧降下Ｖr1を含んだアーク発生期間中に、Ｔs1、
Ｔs2及びＴs3の短絡継続時間が異なる短絡が３回発生し
て検出される各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)は、それぞ
れ、Ｖd11 、Ｖd12 及びＶd13とする。これらの電圧降
下Ｖr1を含んだ出力端子電圧値Ｖd11 、Ｖd12 及びＶd1
3 から基準にする電圧降下Ｖr1を減算すると、減算した
ときにおける各時刻ｔの引き上げ期間中の算出アーク電
圧値Ｖa(t)は、それぞれ、同図（Ａ）と同じ短絡発生時
の低下アーク電圧値Ｖa1、Ｖa2及びＶa3となる。算出ア
ーク電圧値Ｖa(t)＝Ｖa1の短絡は、予め定めた算出アー
ク電圧判別値Ｖadよりも低下していないので、短絡とし
て計数しないが、算出アーク電圧値Ｖa(t)＝Ｖa1及びＶ
a2の２回の短絡は、予め定めた算出アーク電圧判別値Ｖ
adよりも低下しているので、短絡として計数する。

【０１８４】請求項５又は請求項６の構成においては、
出力電流Ｉｏ又は主アーク電流期間Ｔａの設定値を変化
させないときは、溶接作業者は、２次ケーブルの長さを
延長したときでも、延長２次ケーブルの長さごとに予め
定めた基準にする電圧降下Ｖｒの設定値を、手動で又は
自動的に切り換えるだけでよいので、従来技術では適正
値の把握が非常に困難であった溶接電源装置の出力電力
Ｖｄ・Ｉｏ又は出力端子電圧値Ｖｄの適正値を把握する
必要がない。

【０１８６】また、請求項７の構成においては、請求項
５又は請求項６の構成の効果に加えて、溶接作業者が、
出力電流Ｉｏ又は主アーク電流期間Ｔａの設定値を変化
させても、また２次ケーブルを延長しても、基準にする
スタッドと同じ溶接電流設定値で判定したいスタッドを
溶接するときは、適切な溶接結果が得られた基準にする
スタッドの適切な溶接電流平均値Ｉ1aを使用して、予め
定めた設定値に手動で切り換えることができるので、従
来技術では適正値の把握が非常に困難であった溶接電源
装置の出力電力Ｖｄ・Ｉｏ又は出力端子電圧値Ｖｄの適
正値を把握する必要がない。

【０１９０】また、請求項８の構成においては、請求項
５又は請求項６の構成の効果に加えて、溶接作業者が、
出力電流Ｉｏ又は主アーク電流期間Ｔａの設定値を変化
させたときであっても、また２次ケーブルを延長したと
きであっても、さらに基準にするスタッドと異なる溶接
電流設定値で判定したいスタッドを溶接するときであっ
ても、判定したいスタッドの溶接電流値Ｉ1(t)を使用し
て、予め定めた設定値に手動で切り換えることができる
ので、従来技術では適正値の把握が非常に困難であった
溶接電源装置の出力電力Ｖｄ・Ｉｏ又は出力端子電圧値
Ｖｄの適正値を把握する必要がない。

【０１９２】さらに、請求項９の構成においては、請求
項５又は請求項６の構成の効果に加えて、溶接作業者
が、出力電流Ｉｏ又は主アーク電流期間Ｔａの設定値を
変化させても、さらに２次ケーブルを延長しても、予め
定めた設定値に自動的に切り換えることができるので、
従来技術では適正値の把握が非常に困難であった溶接電
源装置の出力電力Ｖｄ・Ｉｏ又は出力端子電圧値Ｖｄの
適正値を把握する必要がなく、予め定めた設定値の選定
を誤ることがない。

【０２００】図１２は、判定したいスタッドの算出アー
ク電圧値Ｖa １(t) が、予め定めた算出アーク電圧判別
値Ｖadよりも小になる短絡を計数した短絡回数Ｎ１を、
予め定めた回数Ｎｒと比較するスタッド溶接の引き上げ
期間の短絡を管理する方法のフローチャートである。こ
の図１２のフローチャートは、請求項５及び請求項７及
び請求項９の方法を同時に実施する実施例である。

【０２０２】ステップＳＴ１は、基準にするスタッドを
被溶接材から引き上げてアークを発生させた後、スタッ
ドを被溶接材に押し込んで短絡させて短絡電流通電中に
溶接電圧平均値Ｖ2aと溶接電流平均値Ｉ2aとを検出する
ステップである。ステップＳＴ２は、短絡電流通電中に
検出した溶接電圧平均値Ｖ2aを溶接電流平均値Ｉ2aで除
算した基準にする抵抗値Ｒavを算出するステップであ
る。

【０２０４】ステップＳＴ１１は、判定したいスタッド
を被溶接材から引き上げてアーク発生中の各時刻ｔの溶
接電圧値Ｖ1(t)及び溶接電流値Ｉ1(t)を検出するステッ
プである。ステップＳＴ１２は、基準にする抵抗値Ｒav
と各時刻ｔの引き上げ期間中の溶接電流値Ｉ1(t)との積
の各時刻ｔの電圧降下Ｖrtを算出するステップである。
ステップＳＴ１３は、この各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)
から各時刻ｔの電圧降下Ｖrtを減算したときにおける各
時刻ｔの引き上げ期間中の算出アーク電圧値Ｖa(t)を算
出するステップである。ステップＳＴ１４は、算出アー
ク電圧値Ｖa(t)が、予め定めた算出アーク電圧判別値Ｖ
adよりも小になる短絡回数Ｎ１を計数して、予め定めた
回数Ｎｒと比較するステップである。

【０２１０】図１３は、判定したいスタッドの算出アー
ク電圧値Ｖa １(t) が、予め定めた算出アーク電圧判別
値Ｖadよりも小になる１回の短絡継続時間Ｔs(t)を積算
した短絡合計時間Ｔstを、予め定めた短絡合計時間Ｔsr
と比較するスタッド溶接の引き上げ期間の短絡を管理す
る方法のフローチャートである。この図１３のフローチ
ャートは、請求項６及び請求項７及び請求項９の方法を
同時に実施する実施例である。

【０２１２】ステップＳＴ１は、基準にするスタッドを
被溶接材から引き上げてアークを発生させた後、スタッ
ドを被溶接材に押し込んで短絡させて短絡電流通電中に
溶接電圧平均値Ｖ2aと溶接電流平均値Ｉ2aとを検出する
ステップである。ステップＳＴ２は、短絡電流通電中に
検出した溶接電圧平均値Ｖ2aを溶接電流平均値Ｉ2aで除
算した基準にする抵抗値Ｒavを算出するステップであ
る。

【０２１４】ステップＳＴ１１は、判定したいスタッド
を被溶接材から引き上げてアーク発生中の各時刻ｔの溶
接電圧値Ｖ1(t)及び溶接電流値Ｉ1(t)を検出するステッ
プである。ステップＳＴ１２は、基準にする抵抗値Ｒav
と各時刻ｔの引き上げ期間中の溶接電流値Ｉ1(t)との積
の各時刻ｔの電圧降下Ｖrtを算出するステップである。
ステップＳＴ１３は、この各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)
から各時刻ｔの電圧降下Ｖrtを減算したときにおける各
時刻ｔの引き上げ期間中の算出アーク電圧値Ｖa(t)を算
出するステップである。ステップＳＴ１４は、この算出
アーク電圧値Ｖa(t)が、予め定めた算出アーク電圧判別
値Ｖadよりも小になる１回の短絡継続時間Ｔs(t)を積算
した短絡合計時間Ｔstを算出するステップである。

【０２１６】ステップＳＴ２０は、短絡合計時間Ｔstを
予め定めた短絡合計時間Ｔsrと比較するステップであ
る。

【０２２０】図１４は、各請求項の発明の方法を実施す
るスタッド溶接装置の実施例を示す図である。同図のス
タッド溶接装置は、溶接電源装置１と溶接ガン２と溶接
制御装置３とから形成される。この溶接電源装置１は、
溶接ガン２にパイロット電流Ｉｐと主ア−ク電流Ｉａと
から成る溶接電流を出力し、後述する溶接制御装置３か
ら出力されるアナログ信号に応じて、出力電流Ｉｏを制
御する電流指令出力回路５と、その電流指令に基づいて
溶接電流を制御するサイリスタ等の半導体スイッチング
素子からなる溶接電流出力回路１５と、２次ケーブル１
７を通ってスタッド１８に出力される出力電流Ｉｏを検
出して溶接電流検出信号Ｉｃを出力する溶接電流検出回
路ＩＣと、出力端子電圧値Ｖｄを検出して溶接電圧検出
信号Ｖｃを出力する溶接電圧検出回路ＶＣとから形成さ
れる。

【０２２２】溶接制御装置３は、溶接電流検出信号Ｉｃ
をディジタル溶接電流検出信号Ｉddに変換して演算処理
回路ＣＰＵに出力するＡ／Ｄ変換器７と、溶接電圧検出
信号Ｖｃをディジタル溶接電圧検出信号Ｖddに変換して
演算処理回路ＣＰＵに出力するＡ／Ｄ変換器８と、ディ
ジタル溶接電流検出信号Ｉddとディジタル溶接電圧検出
信号Ｖddとを入力して後述するディジタル出力信号を出
力する演算処理回路ＣＰＵと、演算処理回路ＣＰＵのデ
ィジタル出力信号Ｉodをアナログ出力信号Ｉoaに変換し
て電流指令出力回路５に出力するＤ／Ａ変換器６と、検
出値、演算値、溶接結果のデータ等を記憶する記憶回路
１１と、これらを表示するディジタルパネル等の表示回
路１２とからなる。この演算処理回路ＣＰＵは、前述し
た図１２及び図１３の機能を、ディジタル信号によって
実行する。このＤ／Ａ変換器６、Ａ／Ｄ変換器７及びＡ
／Ｄ変換器８は演算処理回路ＣＰＵに内蔵してもよい。

【０２２４】以下、図１４の実施例のスタッド溶接装置
の図１２及び図１３の動作について説明する。（１）基準にするスタッドの通電基準にするスタッド先端を被溶接材１４に当接した位置
まで押し当て、パイロット電流通電開始時点ｔ０におい
て、溶接ガン２に配設されている起動スイッチ１３を押
すと、当接位置にあったスタッド１８は予め設定された
位置まで引き上げられ、続いて予め設定されたパイロッ
ト電流Ｉｐを通電する。スタッドが引き上げられてパイ
ロットアークが発生すると、予め設定した主ア−ク電流
通電開始時点ｔ１において、パイロット電流Ｉｐを主ア
−ク電流Ｉａに切り換える。続いて、主ア−ク電流期間
Ｔａの間、主ア−ク電流Ｉａを通電した後、スタッドを
被溶接材に押し込んで短絡させ、予め定めた押し込み期
間中の検出期間Ｔ２の間、各時刻ｔの押し込み期間中の
溶接電圧値Ｖ2(t)と各時刻ｔの押し込み期間中の溶接電
流Ｉ2(t)とを、溶接電圧検出信号Ｖｃ及び溶接電流検出
回路ＩＣによって検出する。

【０２２６】検出した溶接電圧検出信号Ｖｃ及び溶接電
流検出信号ＩｃをそれぞれＡ／Ｄ変換器７、８に入力し
て、ディジタル溶接電圧検出信号Ｖdd及びディジタル溶
接電流検出信号Ｉddに変換して演算処理回路ＣＰＵに出
力する。演算処理回路ＣＰＵは、ディジタル溶接電圧検
出信号Ｖdd及びディジタル溶接電流検出信号Ｉddを入力
して、押し込み期間中の溶接電圧平均値Ｖ2aと溶接電流
平均値Ｉ2aとを演算する。さらに、演算処理回路ＣＰＵ
は、演算した溶接電圧平均値Ｖ2aを溶接電流平均値Ｉ2a
で除算した基準にする抵抗値Ｒavを算出して記憶回路１
１に記憶する。

【０２３０】（２）判定したいスタッドの通電判定したいスタッド先端を被溶接材１４に当接した位置
まで押し当て、パイロット電流通電開始時点ｔ０におい
て、溶接ガン２に配設されている起動スイッチ１３を押
すと、当接位置にあったスタッド１８は予め設定された
位置まで引き上げられ、続いて予め設定されたパイロッ
ト電流Ｉｐを通電する。スタッドが引き上げられてパイ
ロットアークが発生すると、予め設定した主ア−ク電流
通電開始時点ｔ１において、パイロット電流Ｉｐを主ア
−ク電流Ｉａに切り換える。続いて、主ア−ク電流Ｉａ
が安定するまでに十分な時間が経過したア−ク発生期間
中の溶接電圧検出開始時点ｔ11から、予め定めた引き上
げ期間中の検出期間Ｔ１の間、各時刻ｔの引き上げ期間
中の溶接電圧値Ｖ1(t)と各時刻ｔの引き上げ期間中の溶
接電流Ｉ1(t)とを、溶接電圧検出回路ＶＣ及び溶接電流
検出回路ＩＣによって検出する。

【０２３２】検出した各時刻ｔの引き上げ期間中の溶接
電圧値Ｖ1(t)と各時刻ｔの引き上げ期間中の溶接電流Ｉ
1(t)とをそれぞれＡ／Ｄ変換器７、８に入力して、ディ
ジタル溶接電圧検出信号Ｖdd及びディジタル溶接電流検
出信号Ｉddに変換して演算処理回路ＣＰＵに出力する。

【０２３４】演算処理回路ＣＰＵは、記憶している基準
にする抵抗値Ｒavと各時刻ｔの引き上げ期間中の溶接電
流Ｉ1(t)のディジタル溶接電流検出信号Ｖddとを入力し
て、これらの積の各時刻ｔの引き上げ期間中の電圧降下
Ｖrtを算出して記憶回路１１に記憶する。次に、演算処
理回路ＣＰＵは、記憶している各時刻ｔの引き上げ期間
中の溶接電圧値Ｖ1(t)のディジタル溶接電圧検出信号Ｖ
ddから各時刻ｔの引き上げ期間中の電圧降下Ｖrtを減算
したときにおける各時刻ｔの引き上げ期間中の算出アー
ク電圧値Ｖa(t)を算出して記憶回路１１に記憶する。

【０２３８】さらに、演算処理回路ＣＰＵは、記憶して
いる各時刻ｔの引き上げ期間中の算出アーク電圧値Ｖa
(t)が、予め定めた算出アーク電圧判別値Ｖadよりも小
になる短絡回数Ｎ１を計数するか又は予め定めた電圧降
下を含んだ短絡判別電圧値Ｖｆよりも小になる１回の短
絡継続時間Ｔs(t)を積算した短絡合計時間Ｔstを算出し
て記憶回路１１に記憶する。

【０２４０】計数した短絡回数Ｎ１と予め記憶させてい
る予め定めた回数Ｎｒとを比較するか又は短絡合計時間
Ｔstと予め定めた短絡合計時間Ｔsrとを比較して記憶回
路１１に記憶する。

【０２４２】また演算処理回路ＣＰＵは、入力され、演
算し又は記憶している各ディジタル出力信号Ｉodを表示
回路１２に出力し、又はＤ／Ａ変換器６によってアナロ
グ出力信号Ｉoaに変換して電流指令出力回路５に出力す
る。演算処理回路ＣＰＵに入力され、演算処理回路ＣＰ
Ｕで演算し又は記憶している各ディジタル出力信号Ｉod
又はＤ／Ａ変換器６によって変換されたアナログ出力信
号Ｉoaは、表示、警報、品質判定、入熱制御等に使用す
る。

【１０００】

【発明の効果】本発明の共通の効果は次のとおりであ
る。従来技術の溶接電源装置の出力電力Ｖｄ・Ｉｏ又は
出力端子電圧Ｖｄによって溶接結果を管理する方法は、
２次ケーブルを延長して、電圧降下Ｖr1が大きくなる
と、アーク電圧値Ｖａが変化しても、出力端子電圧Ｖｄ
の変化が小さくなるので、溶接結果を精度よく判定する
ことができなかったが、請求項１乃至請求項９の構成に
おいては、２次ケーブルを延長して、電圧降下Ｖr1が大
きくなっても、短絡を検出しているので、溶接結果を精
度よく判定することができる。

【１００１】請求項１及び請求項３の構成においては、
図９（Ｂ）に示すように、電圧降下Ｖr1が大になって
も、予め定めた（電圧降下Ｖr1を含んだ）短絡判別電圧
値を、同図（Ａ）のＶｆよりも大きい値のＶf1を設定し
て短絡の発生を判別することによって品質の低下を判定
する方法であるので、前述した図３の従来技術の溶接電
源装置の出力電力量によって品質の低下を判定する方法
のように、出力検出感度が低下する問題がない。

【１００２】請求項２及び請求項４の構成においては、
図１０（Ｂ）に示すように、電圧降下Ｖr1が大になって
も、予め定めた端子電圧降下判別電圧値Ｖｇを設定すれ
ば、予め定めた溶接電圧平均値Ｖ1aから予め定めた端子
電圧降下判別電圧値Ｖｇを減算した算出短絡判別電圧値
（Ｖ1a−Ｖｇ）を自動的に算出することによって、前述
した図９のように、電圧降下を含んだ短絡判別電圧値Ｖ
ｆの設定を変更することなく、確実に短絡を判別するこ
とによって精度よく品質管理をすることができる。

【１００３】請求項３又は請求項４又は請求項６の構成
においては、短時間の短絡が複数回発生して合計の入熱
が減少したときも、長時間の短絡が１回発生して入熱が
減少したときと同様に品質の低下を判断することができ
る。

【１００４】請求項５又は請求項６の構成においては、
出力電流Ｉｏ又は主アーク電流期間Ｔａの設定値を変化
させないときは、溶接作業者は、２次ケーブルの長さを
延長したときでも、延長２次ケーブルの長さごとに予め
定めた基準にする電圧降下Ｖｒの設定値を、手動で又は
自動的に切り換えるだけでよいので、従来技術では適正
値の把握が非常に困難であった溶接電源装置の出力電力
Ｖｄ・Ｉｏ又は出力端子電圧値Ｖｄの適正値を選定する
必要がない。

【１００５】請求項７の構成においては、請求項５又は
請求項６の構成の効果に加えて、溶接作業者が、出力電
流Ｉｏ又は主アーク電流期間Ｔａの設定値を変化させた
ときであっても、また２次ケーブルを延長したときあっ
ても、基準にするスタッドと同じ溶接電流設定値で判定
したいスタッドを溶接するときは、適切な溶接結果が得
られた基準にするスタッドの適切な溶接電流平均値Ｉ1a
を使用して、予め定めた設定値に手動で切り換えること
ができるので、従来技術では適正値の把握が非常に困難
であった溶接電源装置の出力電力Ｖｄ・Ｉｏ又は出力端
子電圧値Ｖｄの適正値を選定する必要がない。

【１００６】請求項８の構成においては、請求項５又は
請求項６の構成の効果に加えて、溶接作業者が、出力電
流Ｉｏ又は主アーク電流期間Ｔａの設定値を変化させた
ときであっても、また２次ケーブルを延長したときであ
っても、さらに基準にするスタッドと異なる溶接電流設
定値で判定したいスタッドを溶接するときでも、判定し
たいスタッドの溶接電流値Ｉ1(t)を使用して、予め定め
た設定値に手動で切り換えることができるので、従来技
術では適正値の把握が非常に困難であった溶接電源装置
の出力電力Ｖｄ・Ｉｏ又は出力端子電圧値Ｖｄの適正値
を選定する必要がない。

【１００７】請求項９の構成においては、請求項８の効
果に加えて、溶接作業者が出力電流Ｉｏ又は主アーク電
流期間Ｔａの設定値を変化させても、さらに２次ケーブ
ルを延長したときでも、予め定めた設定値に自動的に切
り換えることができるので、従来技術では適正値の把握
が非常に困難であった溶接電源装置の出力電力Ｖｄ・Ｉ
ｏ又は出力端子電圧値Ｖｄの適正値を把握する必要がな
く、予め定めた設定値の選定を誤ることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、溶接電圧、溶接電流及び主アーク電流
期間を監視する従来方法を実施するスタッド溶接装置の
ブロック図である。

【図２】図２（Ａ）は、スタッド引き上げ期間中に短絡
が発生した場合の出力電流Ｉｏの波形を示す溶接電流波
形図であり、同図（Ｂ）は、２次ケーブル及び被溶接材
の抵抗値による電圧降下Ｖｒを有したスタッド引き上げ
期間中に短絡が発生した場合の出力端子電圧Ｖｄの波形
を示す図である。

【図３】図３（Ａ）は、図２の全溶接期間のうちの主ア
−ク電流期間Ｔａだけを抽出した電圧降下Ｖｒが小さい
ときの出力端子電圧Ｖｄの波形を示す図であり、同図
（Ｂ）は、図２の全溶接期間のうちの主ア−ク電流期間
Ｔａだけを抽出した電圧降下Ｖr1が大きいときの出力端
子電圧Ｖｄの波形を示す図である。

【図４】図４（Ａ）は、スタッド引き上げ期間中に短絡
が発生しない場合の出力電流Ｉｏの波形を示す溶接電流
波形図であり、同図（Ｂ）は、２次ケーブル及び被溶接
材の抵抗値による電圧降下Ｖｒが小さいときに正常な溶
接が行われた場合の出力端子電圧Ｖｄの波形を示す図で
ある。

【図５】図５（Ａ）は、スタッド引き上げ期間中に短絡
が発生しない場合の出力電流Ｉｏの波形を示す溶接電流
波形図であり、同図（Ｂ）は、２次ケーブル及び被溶接
材の抵抗値による電圧降下Ｖｒが大きいときに正常な溶
接が行われた場合の出力端子電圧Ｖｄの波形を示す図で
ある。

【図６】図６（Ａ）は、出力電流Ｉｏの波形を示す溶接
電流波形図であり、同図（Ｂ）は、引き上げ期間中の検
出期間Ｔ１の間に、時刻ｔ1sにおいてスタッド１８が溶
融プールに１回短絡した場合の出力端子電圧Ｖｄの波形
を示す図である。

【図７】図７（Ａ）は、出力電流Ｉｏの波形を示す溶接
電流波形図であり、同図（Ｂ）は、引き上げ期間中の検
出期間Ｔ１の間に、時刻ｔ2s及びｔ3sにおいてスタッド
１８が溶融プールに短絡した場合の出力端子電圧Ｖｄの
波形を示す図である。

【図８】図８（Ａ）は、出力電流Ｉｏの波形を示す溶接
電流波形図であり、同図（Ｂ）は、引き上げ期間中の検
出期間Ｔ１の間に、時刻ｔ4s及びｔ5sにおいてスタッド
１８が溶融プールに短絡した場合の出力端子電圧Ｖｄの
波形を示す図である。

【図９】図９（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、アーク発
生期間中に繰り返して検出した各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ
1(t)が、電圧降下Ｖｒ又はＶr1を含んだ短絡判別電圧値
Ｖｆ又はＶf1よりも低下したとき、短絡が発生したと判
別する短絡判別説明図である。

【図１０】図１０は、アーク発生期間中に繰り返して検
出した各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)が、算出短絡判別電
圧値（Ｖ1a−Ｖｇ）よりも低下したとき、短絡が発生し
たと判別する短絡判別説明図である。

【図１１】図１１は、アーク発生期間中に繰り返して検
出した各時刻ｔの溶接電圧値Ｖ1(t)から基準にする電圧
降下Ｖｒを減算したときにおける各時刻ｔの引き上げ期
間中の算出アーク電圧値Ｖa(t)が、算出アーク電圧判別
値Ｖadよりも小になったとき、短絡が発生したと判別す
る短絡判別説明図である。

【図１２】図１２は、判定したいスタッドの算出アーク
電圧値Ｖa １(t) が、予め定めた算出アーク電圧判別値
Ｖadよりも小になる短絡を計数した短絡回数Ｎ１を、予
め定めた回数Ｎｒと比較するスタッド溶接の引き上げ期
間の短絡を管理する方法のフローチャートである。

【図１３】図１３は、判定したいスタッドの算出アーク
電圧値Ｖa １(t) が、予め定めた算出アーク電圧判別値
Ｖadよりも小になる１回の短絡継続時間Ｔs(t)を積算し
た短絡合計時間Ｔstを、予め定めた短絡合計時間Ｔsrと
比較するスタッド溶接の引き上げ期間の短絡を管理する
方法のフローチャートである。

【図１４】図１４は、請求項の発明の方法を実施するス
タッド溶接装置の実施例を示す図である。

【符号の説明】

１溶接電源装置２溶接ガン３溶接制御装置５電流指令出力回路６Ｄ／Ａ変換器７、８Ａ／Ｄ変換器１１記憶回路１２表示回路１３起動スイッチ１４被溶接材１５溶接電流出力回路１６制御ケーブル１７２次ケーブル１８スタッド３０三相電源３６、４４フィルタ回路３７、４５増幅回路３９基準溶接電圧設定回路４０比較器４１警報器４２、４３溶接電源装置１の出力端子の「＋」端子と
被溶接材１４とを接続する接続線ＣＰＵ演算処理回路Ｉ1a 短絡が発生しないときの引き上げ期間の溶接電
流平均値／基準にする引き上げ期間中の溶接電流平均値Ｉ2a 押し込み期間の短絡電流通電中に検出した溶接
電流平均値Ｉ1(t) 各時刻ｔの引き上げ期間中の溶接電流（値）Ｉ2(t) 各時刻ｔの押し込み中の溶接電流（値）Ｉａ主ア−ク電流ＩＣ溶接電流検出回路Ｉｃ溶接電流検出信号Ｉｏ出力電流（値）Ｉｐパイロット電流Ｉｓ短絡電流Ｎ１Ｖa(t)＜Ｖｆとなる短絡回数Ｎ１ＮｒＶa(t)＜Ｖｆとなる予め定めた短絡回数ＮｒＰｄ電圧降下がＶｒのときの引き上げ期間中の（溶
接電源装置の）電力量Ｐｄ＝Ｖｄ・Ｉｏ・Ｔａ＝（Ｖａ＋Ｖｒ）・Ｉｏ・ＴａＰd1 電圧降下がＶr1のときの引き上げ期間中の（溶
接電源装置の）電力量Ｐd1＝Ｖd1・Ｉｏ・Ｔａ＝（Ｖａ＋Ｖr1）・Ｉｏ・ＴａＰｒ予め定めた（溶接電源装置の）必要電力量Ｑ1a 引き上げ期間中の入熱Ｑ1a＝Ｖａ・Ｉｏ・ＴａＱｒ予め定めた必要入熱Ｒ(t) 各時刻ｔの抵抗値Ｒ(t) Ｒav 溶接電圧平均値Ｖ2aを溶接電流平均値Ｉ2aで除
算した抵抗値／基準にする抵抗値Ｒav＝Ｖ2a／Ｉ2a Ｒav１溶接電圧平均値Ｖ2bを溶接電流平均値Ｉ2bで除
算した抵抗値／判定の抵抗値Ｔ１引き上げ期間中の検出期間Ｔ２押し込み中の検出期間ｔ０パイロット電流通電開始時点ｔ１主ア−ク電流通電開始時点ｔ1s、ｔ2s、、ｔ3s、ｔ4s、ｔ5s （短絡が発生し
た）時刻ｔ11 ア−ク発生期間中の溶接電圧検出開始時点ｔ12 ア−ク発生期間中の溶接電圧検出終了時点ｔ21 短絡中の溶接電圧検出開始時点ｔ22 短絡中の溶接電圧検出終了時点Ｔａ主ア−ク電流期間Ｔｐパイロット電流期間Ｔｓ押し込み期間中の短絡電流通電期間Ｔs1、Ｔs2、Ｔs3、Ｔs4、Ｔs5 引き上げ期間中の短
絡継続時間Ｔsr 予め定めた短絡合計時間Ｔsr Ｔs(t) Ｖa(t)＜Ｖｆとなる１回の短絡継続時間Ｔst Ｔs(t)を積算した短絡合計時間Ｖ11 電圧降下Ｖｒを含んだアーク発生期間中の短絡
が発生していないときの溶接電圧平均値Ｖ12 電圧降下Ｖr1を含んだアーク発生期間中の短絡
が発生していないときの溶接電圧平均値Ｖ1(t) 各時刻ｔの引き上げ期間中の溶接電圧（値）Ｖ2(t) 各時刻ｔの押し込み中の溶接電圧（値）Ｖ1a 短絡が発生しないときの引き上げ期間中の溶接
電圧平均値（正の検出期間Ｔ１の溶接電圧平均値）／ス
タッド近傍のアーク電圧特性Ｖ1a、Ｖ1b 短絡が発生するときの引き上げ期間中の
検出期間Ｔ１の溶接電圧平均値Ｖ2a （基準にする）押し込み中の溶接電圧平均値
（正常動作時の検出期間Ｔ２の溶接電圧平均値）Ｖａアーク電圧値Ｖa1、Ｖa2、Ｖa3 短絡発生時の低下アーク電圧値Ｖad 算出アーク電圧判別値Ｖa(t) 各時刻ｔの引き上げ期間中の算出アーク電圧値
／Ｖa(t)＝Ｖ1(t)−Ｒav・1(t)＝Ｖ1(t)−ＶｒＶ1b アーク発生中に短絡が発生したときの平均ア−
ク電圧ＶＣ溶接電圧検出回路Ｖｃ溶接電圧検出信号Ｖｄ出力端子電圧（値）／溶接電圧平均値Ｖd1、Ｖd2、Ｖd3、Ｖd4、Ｖd5、Ｖd6 アーク発生中
に短絡が発生したときの出力端子電圧（値）Ｖｆ予め定めた電圧降下Ｖｒを含んだ短絡判別電圧
値Ｖf1 予め定めた電圧降下Ｖr1を含んだ短絡判別電圧
値Ｖｇ予め定めた端子電圧降下判別電圧値（Ｖ1a−Ｖｇ）算出短絡判別電圧値Ｖh1、Ｖh2 アーク発生期間中の短絡が発生していな
いときの出力端子電圧Ｖｒアーク発生中に検出した溶接電流平均値Ｉ1aと
抵抗値Ｒavとの積の電圧降下／基準にする電圧降下／ケ
ーブルが短いときの２次ケーブルの電圧降下Ｖr1 アーク発生中に検出した溶接電流平均値Ｉ1bと
抵抗値Ｒav１との積の電圧降下／判定したい電圧降下／
ケーブルが長いときの２次ケーブルの電圧降下Ｖrt 各時刻ｔの電圧降下Ｖrt＝Ｒav・Ｉ1(t)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スタッド溶接の入熱管理方法において、
判定したいスタッドを被溶接材から引き上げてアーク発
生期間中に繰り返して検出した各時刻の溶接電圧値が、
電圧降下を含んだ短絡判別電圧値よりも低下する短絡回
数を計数して、予め定めた回数と比較するスタッド溶接
の引き上げ期間短絡管理方法。
【請求項２】請求項２の方法は、スタッド溶接の入熱
管理方法において、基準にするスタッドを被溶接材から
引き上げてアーク発生期間中に溶接電圧平均値を検出
し、次に判定したいスタッドを被溶接材から引き上げて
アーク発生期間中に繰り返して検出した各時刻の溶接電
圧値が、前記溶接電圧平均値から予め定めた端子電圧降
下判別電圧値を減算した算出短絡判別電圧値よりも低下
する短絡回数を計数して、予め定めた回数と比較するス
タッド溶接の引き上げ期間短絡管理方法。
【請求項３】スタッド溶接の入熱管理方法において、
判定したいスタッドを被溶接材から引き上げてアーク発
生期間中に繰り返して検出した各時刻の溶接電圧値が、
電圧降下を含んだ短絡判別電圧値よりも低下する１回の
短絡継続時間を積算した短絡合計時間を算出して、予め
定めた短絡合計時間と比較するスタッド溶接の引き上げ
期間短絡管理方法。
【請求項４】スタッド溶接の入熱管理方法において、
基準にするスタッドを被溶接材から引き上げてアーク発
生期間中に溶接電圧平均値を検出し、次に判定したいス
タッドを被溶接材から引き上げてアーク発生期間中に繰
り返して検出した各時刻の溶接電圧値が、前記溶接電圧
平均値から予め定めた端子電圧降下判別電圧値を減算し
た算出短絡判別電圧値よりも低下する１回の短絡継続時
間を積算した短絡合計時間を算出して、予め定めた短絡
合計時間と比較するスタッド溶接の引き上げ期間中の短
絡管理方法。
【請求項５】スタッド溶接の入熱管理方法において、
判定したいスタッドを被溶接材から引き上げてアーク発
生中の各時刻の溶接電圧値を繰り返して検出し、前記各
時刻の溶接電圧値から基準にする電圧降下を減算したと
きにおける各時刻の引き上げ期間中の算出アーク電圧値
が、予め定めた算出アーク電圧判別値よりも小になる短
絡回数を計数して、予め定めた回数と比較するスタッド
溶接の引き上げ期間短絡管理方法。
【請求項６】スタッド溶接の入熱管理方法において、
判定したいスタッドを被溶接材から引き上げてアーク発
生中の各時刻の溶接電圧値を繰り返して検出し、前記各
時刻の溶接電圧値から基準にする電圧降下を減算したと
きにおける各時刻の引き上げ期間中の算出アーク電圧値
が、予め定めた算出アーク電圧判別値よりも小になる１
回の短絡継続時間を積算した短絡合計時間を算出して、
予め定めた短絡合計時間と比較するスタッド溶接の引き
上げ期間短絡管理方法。
【請求項７】スタッド溶接の入熱管理方法において、
請求項５又は請求項６の方法の基準にする電圧降下が、
基準にするスタッドを被溶接材から引き上げてアーク発
生期間中に溶接電流平均値を検出しておき、判定したい
スタッドの各時刻の引き上げ期間中の溶接電圧値から基
準にする抵抗値と前記溶接電流平均値との積を減算した
ときにおける各時刻の電圧降下であるスタッド溶接の引
き上げ期間短絡管理方法。
【請求項８】スタッド溶接の入熱管理方法において、
請求項５又は請求項６の方法の基準にする電圧降下が、
判定したいスタッドの各時刻の引き上げ期間中の溶接電
圧値から基準にする抵抗値と各時刻の引き上げ期間中の
溶接電流値との積を減算したときにおける各時刻の電圧
降下であるスタッド溶接の引き上げ期間短絡管理方法。
【請求項９】スタッド溶接の入熱管理方法において、
請求項７又は請求項８の方法の基準にする抵抗値が、基
準にするスタッドを被溶接材から引き上げてアークを発
生し、次にスタッドを被溶接材に押し込んで短絡させて
短絡電流通電中に溶接電圧平均値と溶接電流平均値とを
検出した後で、前記短絡電流通電中に検出した溶接電圧
平均値を前記溶接電流平均値で除算した抵抗値であるス
タッド溶接の引き上げ期間中の短絡管理方法。